pengeringan juga bisa berlangsung lebih baik yakni kering dengan cepat dan seragam. Ini yang sering masih menjadi kendala dalam meningkatkan
kinerja mesin pengering. Sejak beberapa tahun terakhir, optimalisasi pendistribusian laju
aliran udara terus dikembangkan. Hal ini ditujukan untuk meningkatan kualitas proses pengeringan pada parameter keseragaman kadar air produk.
Karena secara umum, permasalahan dalam proses pengeringan produk pertanian adalah pemerataan kadar air akhir produk kering. Untuk
optimalisasi pendistribusian aliran udara digunakan analisis CFD. Abdullah et al. 2007 telah melakukan analisis CFD untuk penelitian
optimasi suhu, distribusi laju aliran udara, dan kelembaban pada pengering tipe ERK.
3. Kelembaban udara
Pengukuran RH pada percobaan ini dilakukan pada siang hari dan malam hari untuk mengetahui rataan RH di dalam ruang pengering dan
lingkungan. Pengukuran RH siang hari diambil dari P0, P1 dan P2. Sedangkan untuk RH malam hari diambil hanya dari P1, sebagaimana
pengukuran suhu. Keterbatasan lain dalam pengukuran RH adalah letak titik pengambilan data suhu di dalam ruang pengering hanya pada bagian
bawah pengering. Sehingga tidak dapat diketahui sebaran RH udara di atas produk dalam ruang pengering level atas-tengah-bawah dan samping
kanan – samping kiri. Nilai rataan RH udara siang hari dalam ruang pengering selama 3
hari pada P1 dan P2 masing-masing adalah 73,62 dan 64,61 . Pada saat itu, nilai rataan RH pada lingkungan adalah 75,48 dan 78,02 .
Sedangkan nilai rataan RH udara malam hari dalam ruang pengering selama 3 hari pada P1 adalah 85,97 . Sementara nilai rataan RH pada
lingkungan adalah 93,86 . Terlihat bahwa RH udara di dalam ruang pengering lebih kecil daripada RH udara lingkungan, baik siang hari
maupun malam hari. Sehingga potensi udara dalam pengering untuk mengeringkan bahan lebih besar dibandingkan potensi udara lingkungan.
60
Dengan kata lain, ini adalah salah satu parameter kelebihan dari penggunaan mesin pengering buatan. Walaupun tingkat RH yang dicapai
masih belum optimal, khususnya malam hari yakni masih di atas 70 . Memang, kondisi cuaca di tempat penelitian pada saat pengambilan data
termasuk basah, terlebih pada dini hari dan pagi hari. Bagian luar mesin pengering basah oleh air embun RH lingkungan rata-rata lebih dari 90
dan suhu udara dingin.
Keterangan: P0: Percobaan pertama tanpa beban, P1: Percobaan kedua, P2: Percobaan ketiga
H1, H2, H3: hari ke-1, hari ke-2, hari ke-3 B: bagian bawah rak bagian bawah, L: lingkungan
30 40
50 60
70 80
90 100
9:0 9:3
10: 00
10: 30
11: 00
11: 30
12: 00
12: 30
13: 00
13: 30
14 :0
14: 30
15: 00
15: 30
16 :0
17: 00
Wak tu, WIB RH,
P0-BH1 P0-BH2
P0-BH3 P1-BH1
P1-LH1 P2-BH1
P2-LH1
Gambar 29. Perbandingan RH pengering dengan lingkungan pada P0 dan H1 pada P1
–
P2.
50 60
70 80
90 100
9:00 10:00
11:00 12:00
13:00 14:00
15:00 16:00
17:00
Wak tu, WIB RH
,
P1-BH2 P1-LH2
P2-BH2 P2-LH2
Gambar 30. Perbandingan RH pengering dengan lingkungan H2 pada P1
–
P2.
61
Keterangan: P1: Percobaan kedua, P2: Percobaan ketiga
H1, H2, H3: hari ke-1, hari ke-2, hari ke-3 B: bagian bawah rak bagian bawah, L: lingkungan
Oleh karena itu, pada malam hari diusahakan isolasi sistem ruang pengering secara optimal dari masuknya udara luar lingkungan. Hal ini
bisa dilakukan dengan mengurangi kebocoran-kebocoran pada dinding ruang pengering dan mengurangi frekuensi buka-tutup ruang pengering.
Kelembaban udara berpengaruh terhadap pemindahan cairan atau uap air dari dalam ke permukaan bahan, serta menentukan besarnya
tingkat kemampuan udara pengering dalam menampung uap air di sekitar permukaan bahan. Semakin rendah RH udara pengering maka semakin
30 40
50 60
70 80
90 100
8:00 10:00
12:00 14:00
15:00
Wak tu, WIB RH
,
P1-BH3 P1-LH3
P2-BH3 P2-LH3
Gambar 31. Perbandingan RH pengering dengan lingkungan H3 pada P2
–
P1.
80 85
90 95
100
18:00 19:00 20:00 21:00 22:00
23:00 0:00
1:00 2:00
3:00 4:00
5:00 6:00
Wak tu, WIB RH,
P1-BH1 P1-LH1
Gambar 32. Perbandingan RH pengering dengan lingkungan malam hari H1 pada P1.
62
besar kemampuannya dalam menyerap uap air dari permukaan bahan, sehingga laju pengeringannya akan semakin cepat. Terlebih jika yang
dikeringkan adalah produk-produk berkadar air rendah.
C. Kapasitas Pengeringan
Kapasitas pengeringan suatu mesin pengering ditentukan oleh jenis dan karakteristik bahan yang akan dikeringkan. Karena dalam mendesain sebuah
mesin pengering telah diperhitungkan jenis dan karakteristik bahan yang akan dikeringkan sehingga mesin pengering dapat berjalan secara optimal. Ini erat
kaitannya dengan desain kebutuhan massa berat bahan yang akan dikeringkan, kebutuhan ruang pengeringan, dan pilihan wadah yang sesuai bak, rak, rak
berputar dengan karakteristik pengeringan bahan. Pada bahan-bahan yang peka terhadap pengadukan tetapi membutuhkan
kontak permukaan bahan dengan udara pengering yang intensif maka mesin pengering tipe rak sesuai untuk itu. Hanya dibutuhkan pengaturan suhu, RH, dan
laju aliran udara pengering sehingga proses pengeringan berjalan baik. Faktor lain yang patut diperhatikan adalah ketebalan irisan bahan dan ketebalan distribusi
lapisan bahan yang akan dikeringkan pada wadah pengering. Wadah dan ketebalan lapisan dipertimbangkan berdasarkan bentuk
geometri dan karakteristik bahan. Untuk wadah nampan, bentuk geometri yang cocok adalah bentuk datar contoh: daging iris, ikan utuhbelah, irisan ketela, dan
panili atau irisan dan beberapa biji-bijian contoh: biji kopi dan kakao. Sedangkan wadah kotakbak cocok untuk biji-bijian, seperti gabah, lada dan
jagung biji dan tongkol. Pada bahan berkadar air tinggi dan kadar susut besar, lapisan distribusinya ditambah lebih tebal agar ketika kadar air bahan telah
berkurang, wadah tidak kosong. Pada aplikasi pengeringan pala, hendaknya bahan disortir lebih dulu agar tebal lapisan diatur berdasarkan kadar airnya.
Untuk pala kecil, lapisannya lebih tebal dan diletakkan pada rak yang laju aliran udaranya tinggi kabinet BC, raklaci bagian atastengah.
Kemudian, pada banyak penerapan di lapangan, kapasitas pengeringan ditentukan berdasarkan berat bahan maksimal yang mungkin masih dapat
ditampung dalam ruang pengering. Masyarakat cepat paham dan lebih memilih
63
jenis mesin pengering berkapasitas besar berdasarkan beban load maksimal mesin. Sehingga kadang terjadi kecerobohan dimana seluruh bentuk bahan
dimasukkan ke dalam mesin untuk dikeringkan. Termasuk pada mesin pengering di tempat penelitian, dimana mesin pengering yang dirancang untuk menampung
beban maksimal bahan hasil perkebunan, perikanan dan kerupuk 300 kg itu akan diisi segala bahan apapun dari komoditas rempahhasil kebun dagangannya.
Ini dilakukan apabila bahan inti yang akan dikeringkan kurang sehingga masih tersisa ruang. Maka tidak aneh jika biji pinang pun dikeringkan di dalam mesin.
Dengan kapasitas beban pengeringan itu, mesin pengering ini memang cocok untuk keperluan pengeringan produk-produk perkebunan yang
dikumpulkan oleh usaha dagang tempat penelitian ini dilaksanakan. Karena mesin pengering ini didesain untuk keperluan proses pengolahan hasil pertanian
termasuk perkebunan dan perikanan skala kecil, dimana produksinya berkisar antara 200 kg hingga 1 ton.
Untuk penelitian ini, total berat bahan awal sebelum dikeringkan dibagi dan diratakan pada 64 wadah pengering berupa nampan-nampan yang tersusun
pada 4 unit rak-rak bertingkat kabinet. Tiap unit rak terdapat 8 laci. Sehingga tiap unit rakkabinet menyangga beban sebesar 55 kg sampai 60 kg dan tiap
nampan berisi sekitar 3,5 kg hingga 4 kg bahan dengan ketebalan 1 lapis sekitar 3 cm. Ketebalan lapisan pengeringan akan optimal jika nampan rata dan kuat
menerima beban dan tidak melendut yang dapat menyebabkan bahan terkosentrasi di tengah. Oleh karena itu, kerusakan nampan-nampan pengeringan
harus diperbaiki agar nampan 0,6 x 0,6 m
2
dapat mendistribusikan biji pala secara optimal, sebesar 9,72 kgm
2
. Kemudian, jarak antar-laci sekitar 20 cm yang memungkinkan udara bisa mengalir optimal.
Kemudian jika nilai kapasitas pengeringan mesin bisa dinilai dari rata-rata laju penguapan air bahan selama pengeringan, maka berdasarkan perhitungan dari
data penelitian diperoleh nilai laju penguapan air bahan pada P1 sebesar 3,30 kg airjam dan 3,36 kg airjam pada P2 dan dirata-ratakan menjadi 3,3 kgjam. Jika
ini berlangsung konstan, maka dengan laju penguapan air bahan ini cukup dibutuhkan waktu 43 – 49 jam. Sedangkan rata-rata pengeringan dengan
penjemuran bisa mencapai 4,13 kg airjam dan 3,17 kg airjam, lebih baik dari
64
menggunakan mesin. Alasannya, penguapan air dengan penjemuran pada awal pengeringan didukung oleh kecepatan aliran dan volumetrik udara pengeringan
dari lingkungan yang jumlahnya melimpah. Sebagai perbandingan Nelwan 1997 melakukan penelitian dengan mesin
pengering ERK tipe rak ditambah penggetar untuk mengeringkan kakao. Hasilnya, 228 kg kakao dapat dikeringkan hingga kadar air 6,7 bb selama 40
jam. Sedangkan Fasirun 2003 dan Suherman 2005 melakukan penelitian dengan mesin pengering ERK bentuk limas heksagonal untuk mengeringkan ikan
pelagis dan rumput laut. Pada pengeringan 70 kg dan 95 kg ikan pelagis berhasil dikeringkan hingga kadar air 29,2 – 33,5 bb selama 36,5 jam dan 30,1 – 32,8
bb selama 40 jam. Sedangkan pada pengeringan 108 kg rumput laut 91,77 bb dapat dikeringkan hingga 9,9 kg 34,2 bb selama 30,4 jam setara 3 hari.
D. Efisiensi Penggunaan Energi
Efisiensi penggunaan energi pada proses pengeringan adalah perbandingan penggunaan seluruh input energi dengan hasil output energi selama pengeringan.
Semakin tinggi efisiensi sistem pengering maka akan semakin kecil energi yang dibutuhkan untuk mengeringkan tiap kilogram bahan. Efisiensi ini menunjukkan
baik tidaknya performansi alat untuk pengeringan atau efektif tidaknya energi panas yang termanfaatkan. Informasi parameter ini penting karena berhubungan
dengan biaya operasional, penggunaan sumber daya yang ada, serta berkaitan isu lingkungan.
Sebagaimana diketahui bahwa operasi pengeringan adalah pengguna intensif energi akibat panas laten yang tinggi dan ketidakefisienan penggunaan
udara sebagai media pengering. Ini pula yang melatarbelakangi penelitian dan pengembangan topik pengeringan agar operasi pengeringan berlangsung lebih
efisien. Termasuk penelitian terhadap penggunaan mesin pengering ERK untuk pengeringan berbagai produkhasil pertanian.
Secara umum bentuk energi yang dikonsumsi pada pengeringan dapat digolongkan menjadi energi termal dan energi mekanis. Porsi penggunaan energi
termal biasanya jauh lebih besar dibandingkan dengan energi mekanik. Sehingga
65
kedua bentuk energi harus tersedia dalam jumlah yang memadai agar pengeringan dapat berlangsung dengan baik Abdullah, 2007.
Sumber energi yang digunakan pada pengering ERK pada umumnya mencakup 3 tiga tipe, yaitu surya, biomassa dan energi listrik. Kedua jenis
energi yang pertama digunakan sebagai sumber energi termal. Sedangkan energi listrik sebagai energi mekanik untuk menggerakkan aliran udara atau
menyeragamkan kontak udara-produk melalui pengadukan. Berikut adalah rincian input energi mesin pengering ERK yang digunakan untuk pengeringan
pala selama penelitian:
1. Iradiasi surya
